JP6582746B2

JP6582746B2 - 監視判定装置および監視判定方法

Info

Publication number: JP6582746B2
Application number: JP2015168568A
Authority: JP
Inventors: 俊男結城
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2035-08-28
Also published as: JP2017043272A

Description

本発明は、監視判定装置および監視判定方法に関する。

近年の自動車業界において、乗員の安全を確保するためにドライバの運転を支援する運転支援装置の開発が進められている。この種の装置として、自動ブレーキ制御により自車両と障害物（例えば、自車両の進行方向前方を走行する前方車両）との衝突を回避したり、衝突時の被害を軽減したりする運転支援装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１に開示された運転支援装置は、レーダ装置により測定された自車両と障害物との距離および相対速度に基づいて衝突予測時間を算出し、当該衝突予測時間が予め定められた所定時間よりも短くなった場合に、その旨を報知するために警報や自動ブレーキ等の運転支援制御を実行する。

特開２００９−１８７２１号公報

自動ブレーキにより自車両の車速が小さくなり、自車両と障害物との距離が大きくなることによって、衝突予想時間が長くなることがある。このような場合には、自動ブレーキの条件が満たされないため、自動ブレーキが停止される。

自動ブレーキによる減速のために自動ブレーキの作動条件が満たされなくなると、従来の運転支援装置では、自動ブレーキを停止するだけではなく、その障害物の速度や位置を監視することも止めてしまっていた。しかしながら、例えば自車両が再加速した場合や障害物が減速した場合等、自動ブレーキが停止した後に自動ブレーキの作動条件が再度満たされることがある。このような事態を想定すると、ある障害物が自動ブレーキの作動条件を一度満たさなくなったからといって、その障害物の速度や位置の監視を止めてしまわないことが望ましい。

このようなことから、本発明の目的は、自車両と障害物との挙動に応じて、障害物の監視を行うか否かの判定を好適に行うことができる監視判定装置および監視判定方法を提供することである。

本発明の監視判定装置は、車両が物体と衝突するまでの予想時間である衝突予想時間と、前記車両の進行方向に対する前記物体の横方向のずれ量と、に基づいて、前記物体を監視するか否かの判定を所定時間毎に繰り返す監視判定部であって、前記横方向のずれ量が所定のしきい値より大きい場合は、前記物体を監視しないとの判定を行い、前記横方向のずれ量が所定のしきい値より小さく、かつ前記衝突予想時間が所定のしきい値より小さい場合には、前記物体を監視するとの判定を行い、前記横方向のずれ量が所定のしきい値より小さく、かつ前記衝突予想時間が所定のしきい値より大きい場合には、前記衝突予想時間が所定のしきい値より小さい状態から当該しきい値より大きい状態に変化したか否かの判定を行い、前記変化した場合には前記物体を監視するとの判定を行い、そうでない場合には前記物体を監視しないとの判定を行う。

本発明の監視判定方法は、車両が物体と衝突するまでの予想時間である衝突予想時間と、前記車両の進行方向に対する前記物体の横方向のずれ量と、に基づいて、前記物体を監視するか否かの判定を所定時間毎に繰り返す監視判定方法であって、前記横方向のずれ量が所定のしきい値より大きい場合は、前記物体を監視しないとの判定を行い、前記横方向のずれ量が所定のしきい値より小さく、かつ前記衝突予想時間が所定のしきい値より小さい場合には、前記物体を監視するとの判定を行い、前記横方向のずれ量が所定のしきい値より小さく、かつ前記衝突予想時間が所定のしきい値より大きい場合には、前記衝突予想時間が所定のしきい値より小さい状態から当該しきい値より大きい状態に変化したか否かの判定を行い、前記変化した場合には前記物体を監視するとの判定を行い、そうでない場合には前記物体を監視しないとの判定を行う。

本開示によれば、自車両と障害物との挙動に応じて、障害物の監視を行うか否かの判定を好適に行うことができる。

監視判定装置を含む車両の構成の一例を示す図監視判定装置の構成の一例を示す図監視判定処理の考え方について説明するための図監視判定部の動作例について説明するためのフローチャート

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明の実施の形態に係る監視判定装置１００を含む車両１の構成について説明する。

図１は、監視判定装置１００を含む車両１の構成の一例を示す図である。

車両１は、例えばトラックやバス等の大型の車両である。図１に示すように、車両１は、レーダ装置１１、カメラ部１２、車速検知部１３、ブレーキ操作部１４、主ブレーキ１５、車輪１６、補助ブレーキ１７、エンジン１８、車軸１９、監視判定装置１００を有する。

レーダ装置１１は、送信したレーダ送信波が車両１の周囲に存在する物体に反射されて返ってきたレーダ反射波を受信する。そして、レーダ装置１１は、送信したレーダ送信波と受信したレーダ反射波との位相差や時間差に基づいて、レーダの反射体である物体との距離や相対速度を検知し、検知結果を監視判定装置１００に出力する。

本実施の形態においては、レーダ装置１１は、主に車両１の前方に存在する物体を検知する。車両１の前方に存在する物体とは、例えば先行車両や、その他の障害物、車両１が走行中の道が曲がっている場合の路側物等を含む。本実施の形態においては、これらの物体をまとめて障害物と称する。

カメラ部１２は車両１の周囲の画像を撮影し、画像に対して画像解析を行うことにより、車両１の周囲に存在する障害物との距離や相対速度を検知し、検知結果を監視判定装置１００に出力する。本実施の形態においては、カメラ部１２は、レーダ装置１１と同様に、車両１の前方の画像を主に撮影する。これらのレーダ装置１１およびカメラ部１２により、車両１の特に前方に存在する障害物が好適に検知される。

車速検知部１３は、車両１の車速を検知する。具体的には、車速検知部１３は、例えば後述する車軸１９に取り付けられ、車軸１９の回転数に応じて車速に関する情報を生成し、生成した情報を監視判定装置１００に出力する。

ブレーキ操作部１４は、車両１の運転席に設けられ、主ブレーキ１５に対する操作を受け付ける。主ブレーキ１５は、ブレーキ操作部１４に対する操作に応じて、車輪１６に対する制動力を発生させる。ブレーキ操作部１４は例えばブレーキペダルであり、主ブレーキ１５はいわゆるフットブレーキである。すなわち、運転者がブレーキ操作部１４であるブレーキペダルを踏み込むと、これに応じて主ブレーキ１５は車輪１６に対する制動力を発生させ、その結果として車両１は減速する。

補助ブレーキ１７は、例えば排気ブレーキやリターダ等、主ブレーキ１５の補助として車両１を制動するための手段である。排気ブレーキは、排気管を閉塞するバルブを設けて排気抵抗を増大させ、エンジン１８の回転抵抗を増やすことでエンジンブレーキの作用を強化するものである。また、リターダは、磁力や液体等による抵抗力を車軸１９に与え、車軸１９の回転を抑えるものである。なお、車軸１９は車輪１６を取り付けている軸である。

監視判定装置１００は、レーダ装置１１およびカメラ部１２が出力した検知結果に基づいて、車両１の前方に障害物が存在する場合に、その障害物を目標物（ターゲット）として設定し、当該障害物を追尾して監視するか否かの判定を行う。

また、監視判定装置１００は、車両１が監視中の障害物に衝突する可能性があるか否かの判定（衝突判定）を行う。この衝突判定において、車両１が障害物に衝突する可能性があると判定した場合に、監視判定装置１００は、車両１と障害物との距離や相対速度に応じて、運転者の操作によらず、衝突を回避あるいは衝突時の衝撃を軽減するために必要な制御を実行させるための指示を出力する。以下では、衝突を回避あるいは衝突時の衝撃を軽減するために必要な制御を、衝突被害軽減制御と称する。

衝突被害軽減制御とは、例えば、以下のような制御を含む。すなわち、例えば図示しない警報部により運転者に警報を発報して注意を促す制御や、主ブレーキ１５および／または補助ブレーキ１７に自動的にブレーキを作動させて車両の速度を落とし、衝突時の被害を軽減する、あるいは衝突自体を回避する制御である。

以下では、監視判定装置１００の構成および動作について、詳細に説明する。

図２は、監視判定装置１００の構成の一例を示す図である。図２に示すように、監視判定装置１００は、ＴＴＣ算出部１０１、監視判定部１０２、自動ブレーキ制御部１０３を有する。

ＴＴＣ算出部１０１は、レーダ装置１１およびカメラ部１２から出力された検知結果と、車速検知部１３から出力された車両１の車速に基づいて、衝突余裕時間（ＴＴＣ：Time To Collision）［秒］を算出する。ＴＴＣとは、現在の相対速度が維持されると仮定したとき、車両１が障害物に衝突するまでの時間を予測する指標であり、車両１と障害物との距離を車両１に対する障害物の相対速度で除することにより算出される。なお、本実施の形態においては、車両１の車速は障害物の速度と比べて大きく、車両１と障害物の速度に変化がない場合、車両１は障害物に衝突してしまうものとする。

監視判定部１０２は、レーダ装置１１およびカメラ部１２から出力された検知結果に基づいて、車両１の前方に障害物が存在した場合に、その障害物を目標物に設定し、監視するか否かの判定（監視判定）を行う。なお、本発明において、監視とは、障害物（車両の前方に存在する物体）の位置や移動速度、車両１と障害物との距離や相対速度を継続して収集することを意味する。監視判定部１０２が障害物を目標物に設定するか否かを判定する監視判定処理の詳細については、後述する。

自動ブレーキ制御部１０３は、ＴＴＣ算出部１０１が算出したＴＴＣが所定の値よりも小さくなった場合に、ＴＴＣの値の大小に応じた制動力で自動ブレーキを実行する指示を主ブレーキ１５および補助ブレーキ１７に出力する。なお、自動ブレーキとは、運転者の操作によらず、自動的にブレーキを作動させることを意味する。

なお、ここでは自動ブレーキ制御部１０３は、ＴＴＣの値に応じて自動ブレーキの制動力を決定するとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、自動ブレーキ制御部１０３は、単に車両１と障害物との距離に応じて自動ブレーキの制動力を決定してもよいし、単に車両１の車速や、車両１に対する障害物の相対速度に応じて制動力を決定してもよい。

以上、車両１が有する各構成について説明した。以下では、監視判定部１０２が行う監視判定処理の詳細について説明する。

まず、監視判定部１０２は、レーダ装置１１またはカメラ部１２から取得した検知結果に基づいて、障害物の横方向における車両１に対するずれ量を検出する。本実施の形態では、このずれ量を横位置オフセットと称する。

横位置オフセットは、例えばカメラ部１２が車両１の正面方向を撮影した画像において、目標物候補である障害物が画像の中心からずれている量である。すなわち、横位置オフセットは、車両１の進行方向に対する障害物の横方向のずれ量である。あるいは、画像におけるずれ量を、レーダ装置１１から取得した車両１と障害物との距離を用いて補正した値を横位置オフセットとしてもよい。また、カメラ部１２が撮影した画像を画像解析することにより、車両１が走行中の道路がカーブしていることが検出された場合には、監視判定部１０２は、画像に基づいて道路の曲率半径を算出し、道路の曲がり量を障害物のずれ量から減じることにより、横位置オフセットに対して道路の曲がりによる影響の補正を行ってもよい。

次に、監視判定部１０２は、所定時間毎に、横位置オフセットの値とＴＴＣの値に基づいて、監視判定処理を行う。図３は、監視判定処理の考え方について説明するための図である。

図３において、横軸は横位置オフセット［ｍ］、縦軸はＴＴＣ［秒］である。以下では、各時点における横位置オフセットおよびＴＴＣに対応する位置にプロットされた点をプロット点と称する。

図３Ａは、横位置オフセットとＴＴＣによる座標平面を所定のしきい値ｘ_ｔｈおよび所定のしきい値ｔ_ｔｈによって領域ＡからＣに分割した例を示している。監視判定部１０２は、図３Ａにおいてその時点におけるプロット点がどの領域内に存在するかによって、障害物の監視を行うか否かを判定する。

その時点において、横位置オフセットがしきい値ｘ_ｔｈより小さく、ＴＴＣがｔ_ｔｈより小さい場合、すなわちプロット点が図３Ａに示す領域Ａ内である場合、監視判定部１０２は、障害物を監視するとの判定を行う。なお、プロット点が図３Ａに示す領域Ａ内に存在する場合とは、車両１が障害物に衝突する可能性がある（高い）場合である。

一方、その時点において、横位置オフセットがしきい値ｘ_ｔｈより大きい場合、すなわちプロット点が図３Ａに示す領域Ｂ内である場合、監視判定部１０２は、障害物を監視しないとの判定を行う。これは、横方向のずれ量が大きいため、車両１が現在の速度で直進し続けても障害物に衝突の可能性がない（低い）からである。

また、その時点において、横位置オフセットがしきい値ｘ_ｔｈより小さく、ＴＴＣがｔ_ｔｈより大きい場合、すなわちプロット点が図３Ａに示す領域Ｃ内である場合、監視判定部１０２は、ＴＴＣがしきい値ｔ_ｔｈより小さい値からしきい値ｔ_ｔｈより大きい値へ変化した場合、すなわちプロット点が領域Ａから領域Ｃへ移行してきた場合のみ、障害物の監視判定を前回の判定結果と同じ監視するとの判定を行い、それ以外の場合は監視しないとの判定を行う。

以下、図３Ｂおよび図３Ｃを参照して具体例を挙げる。図３Ｂおよび図３Ｃは、図３Ａに示す領域間の移行の例を示す図である。図３Ｂにおいて、矢印Ｐ１は、時間の経過に伴ってプロット点が領域Ａから領域Ｃへ移行したことを示している。

上述したように、その時点におけるプロット点が領域Ａ内である場合には、監視判定部１０２は、障害物を目標物に設定し、監視するとの判定を行う。これは、横方向のずれ量が小さく、衝突までの余裕時間が短い領域Ａでは、車両１が障害物に衝突する可能性があるからである。

ここで、上述したように、ＴＴＣの値が所定のしきい値ｔ_ｔｈより小さい所定の値よりも小さくなると、自動ブレーキ制御部１０３がＴＴＣの値の大小に応じた制動力で自動ブレーキを実行する指示を主ブレーキ１５および補助ブレーキ１７に出力する。これにより、主ブレーキ１５および／または補助ブレーキ１７が自動ブレーキを実行すると、車両１の車速が減じることになる。

車速が小さくなると、車両１と障害物との距離が大きくなり、ＴＴＣが増大する場合がある。この場合、自動ブレーキの効果により、図３Ｂの矢印Ｐ１に示すように、ＴＴＣが増大し、プロット点が領域Ａから領域Ｃに移行する。

このようにＴＴＣの変化によりプロット点が領域Ａから領域Ｃに移行した場合には、監視判定部１０２は上述したように前回の判定結果と同じ、障害物を監視する（監視を継続する）との判定を行う。

一方、図３Ｃの矢印Ｐ２に示すように、時間の経過に伴ってプロット点が領域Ｂから領域Ｃへ移行することがある。プロット点が領域Ｂ内である場合、上述したように、監視判定部１０２は、障害物を目標物に設定せず、この障害物を監視しないとの判定を行う。これは、横方向のずれ量が大きいため、車両１との衝突の可能性がないと判断できるからである。そして、プロット点が領域Ｂから領域Ｃに移行した場合、監視判定部１０２は、上述したように前回の判定結果と同じとするので、監視判定部１０２は障害物を目標物に設定せず、この障害物を監視しないとの判定を行う。

このように、監視判定部１０２は、プロット点が領域Ｃ内である場合、かつプロット点が時間の経過に伴うＴＴＣの変化により領域Ａから領域Ｃに移行した場合には、障害物を監視するとの判定を行う。一方、プロット点が領域Ｃ内である場合で、プロット点が時間の経過に伴って領域Ｂから領域Ｃに移行した場合には、監視判定部１０２は、障害物を監視しないとの判定を行う。また、図示は省略するが、初回の判定時にプロット点が領域Ｃ内である場合も、領域Ｂから領域Ｃに移行した場合と同様に、監視判定部１０２は、障害物を監視しないとの判定を行う。

プロット点が時間の経過に伴ってＴＴＣの変化により領域Ａから領域Ｃに移行した場合に、監視判定部１０２が障害物を監視するとの判定を行う理由は、例えば以下の通りである。プロット点が領域Ａから領域Ｃに移行する場合とは、以前目標物に設定していた障害物がＴＴＣの変化により監視条件から外れた場合である。しかしながら、車両１が運転者の操作により加速したり、あるいは障害物が減速したりした場合等に、再びＴＴＣが小さくなってプロット点が領域Ａに戻る可能性がある。このような場合を考慮すると、当該障害物を継続して監視することが好ましい。

一方、プロット点が領域Ｂから領域Ｃに移行する場合は、元々目標物に設定されていない障害物の横位置オフセットが小さくなった場合、すなわち、例えば他の車線にいた前方の車両が車線変更により車両１と同一車線の前方に移動してきた場合等が想定される。このような場合には、元々車両１と障害物とのＴＴＣは小さくなく、衝突の可能性は低いものであることから、当該障害物を新たに目標物に設定する必要はその時点では低いと考えられる。このため、監視判定部１０２は、このような場合には障害物を目標物に設定せず、監視しないとの判定を行う。また、初回の判定時にプロット点が領域Ｃ内である場合は、障害物を監視する条件が満たされていないので、その障害物を監視しないとの判定を行う。

このように監視判定を行うことにより、車両１と障害物（目標物）の挙動に応じた障害物の監視を行うことができるようになる。

次に、監視判定部１０２の動作例について説明する。図４は、監視判定部１０２の動作例について説明するためのフローチャートである。監視判定部１０２は、レーダ装置１１またはカメラ部１２から取得した検知結果に基づいて、ある時点における横位置オフセットの値を検出し、その値が所定のしきい値ｘ_ｔｈより小さいか否かを判定する（ステップＳ１）。

ステップＳ１において横位置オフセットの値が所定のしきい値ｘ_ｔｈよりも小さいと判定された場合、次に監視判定部１０２は、ＴＴＣ算出部１０１から取得したＴＴＣの値が所定のしきい値ｔ_ｔｈより小さいか否かを判定する（ステップＳ２）。

ステップＳ２において、ＴＴＣの値が所定のしきい値ｔ_ｔｈよりも小さいと判定されなかった場合、監視判定部１０２は、ＴＴＣが変化することにより、図３における領域Ａから領域Ｃにプロット点が移行したか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３において、図３における領域Ａから領域Ｃにプロット点が移行したと判定された場合には、フローは後述するステップＳ４に進み、そうでない場合には、後述するステップＳ５に進む。

一方、ステップＳ２においてＴＴＣの値が所定のしきい値ｔ_ｔｈより小さいと判定された場合および、ステップＳ３において領域Ａから領域Ｃにプロット点が移行したと判定された場合には、監視判定部１０２は、障害物を監視するとの判定を行う（ステップＳ４）。

また、ステップＳ１において、横位置オフセットの値が所定のしきい値ｘ_ｔｈより小さいと判定されなかった場合および、ステップＳ３において領域Ａから領域Ｃにプロット点が移行したと判定されなかった場合は、監視判定部１０２は、障害物を監視しないとの判定を行う（ステップＳ５）。

そして、ステップＳ３およびステップＳ５において監視判定部１０２が監視判定を行うと、フローはステップＳ１に戻る。このように、監視判定部１０２は、所定時間毎に図３に示すような監視判定を繰り返す。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る監視判定装置は、車両１が障害物と衝突するまでの予想時間である衝突予想時間（ＴＴＣ）と、車両１の進行方向に対する障害物の横方向のずれ量（横位置オフセット）と、に基づいて、障害物を監視するか否かの判定を所定時間毎に繰り返す監視判定部１０２であって、監視判定部１０２は、横位置オフセットが所定のしきい値より大きい場合（図３に示す領域Ｂの場合）は、障害物を監視しないとの判定を行い、横位置オフセットが所定のしきい値より小さく、かつＴＴＣが所定のしきい値より小さい場合（図３に示す領域Ａの場合）には、障害物を監視するとの判定を行い、横位置オフセットが所定のしきい値より小さく、かつＴＴＣが所定のしきい値より大きい場合（図３に示す領域Ｃの場合）には、衝突予想時間が所定のしきい値より小さい状態から当該しきい値より大きい状態に変化したか否かの判定を行い、変化した場合には障害物を監視するとの判定を行い、そうでない場合には障害物を監視しないとの判定を行う。

このような構成により、横位置オフセットが所定のしきい値より小さく、かつＴＴＣが所定のしきい値より大きい場合すなわち図３においてプロット点が領域Ｃ内である場合には、ＴＴＣが変化することにより、領域Ａから領域Ｃに移行してきた場合のみ、監視判定部１０２は、障害物を監視するとの判定を行い、そうでない場合は、障害物を監視しないとの判定を行う。このように監視判定を行うことにより、車両１と障害物（目標物）の挙動に応じた障害物の監視を行うことができるようになる。

上記実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定されることはない。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

なお、上述した監視判定装置１００では、例えば図示しない磁気ディスク、光学ディスク、フラッシュメモリ等の記憶媒体に記憶されたデータ記録プログラムが図示しないＣＰＵ等の演算装置に実行されることにより上述した動作を行う。あるいは、監視判定装置１００は、ハードウェア回路を用いて実現されてもよい。また、監視判定装置１００において実行されるデータ記録プログラムは、記憶媒体に記憶されて提供される他、インターネット等の公衆通信網を介して提供されるようにしてもよい。

本発明は、自車両の周囲に存在する物体を検知して監視する監視判定装置に有用である。

１００監視判定装置
１０１ＴＴＣ算出部
１０２監視判定部
１０３自動ブレーキ制御部
１車両
１１レーダ装置
１２カメラ部
１３車速検知部
１４ブレーキ操作部
１５主ブレーキ
１６車輪
１７補助ブレーキ
１８エンジン
１９車軸

Claims

車両が物体と衝突するまでの予想時間である衝突予想時間と、前記車両の進行方向に対する前記物体の横方向のずれ量と、に基づいて、前記物体を監視するか否かの判定を所定時間毎に繰り返す監視判定部であって、
前記横方向のずれ量が所定のしきい値より大きい場合は、前記物体を監視しないとの判定を行い、前記横方向のずれ量が所定のしきい値より小さく、かつ前記衝突予想時間が所定のしきい値より小さい場合には、前記物体を監視するとの判定を行い、前記横方向のずれ量が所定のしきい値より小さく、かつ前記衝突予想時間が所定のしきい値より大きい場合には、前記衝突予想時間が所定のしきい値より小さい状態から当該しきい値より大きい状態に変化したか否かの判定を行い、前記変化した場合には前記物体を監視するとの判定を行い、そうでない場合には前記物体を監視しないとの判定を行う、
監視判定装置。
当該衝突予想時間に基づいて自動的にブレーキを作動させる自動ブレーキ制御部をさらに有し、
前記監視判定部が行う判定は、前記物体を前記自動ブレーキ制御部が行う自動ブレーキによって、衝突を回避する、あるいは衝突の被害を軽減する対象として監視するか否かの判定である、
請求項１に記載の監視判定装置。
車両が物体と衝突するまでの予想時間である衝突予想時間と、前記車両の進行方向に対する前記物体の横方向のずれ量と、に基づいて、前記物体を監視するか否かの判定を所定時間毎に繰り返す監視判定方法であって、
前記横方向のずれ量が所定のしきい値より大きい場合は、前記物体を監視しないとの判定を行い、前記横方向のずれ量が所定のしきい値より小さく、かつ前記衝突予想時間が所定のしきい値より小さい場合には、前記物体を監視するとの判定を行い、前記横方向のずれ量が所定のしきい値より小さく、かつ前記衝突予想時間が所定のしきい値より大きい場合には、前記衝突予想時間が所定のしきい値より小さい状態から当該しきい値より大きい状態に変化したか否かの判定を行い、前記変化した場合には前記物体を監視するとの判定を行い、そうでない場合には前記物体を監視しないとの判定を行う、
監視判定方法。